热点应用第2期
应用方向
拉曼/新能源电池
所用产品
Finder Insight Pro 科研级小型拉曼光谱仪
锂离子电池(LIB)因其寿命长、高比容量和功率密度大的性能优势已在便携式电子设备中得到普遍应用，并用于新开发的电动汽车。预计未来将成为其主要的动力电源之一。随着所有这些器件对功率的需求不断增加，锂离子电池的性能成为一个热点问题。如何对锂离子电池材料进行快速检测、表征以及质控越来越受到研究者的关注。
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引言
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拉曼光谱在构建电解质体系中的应用
天津大学孙洁教授课题组采用了一种新的电解质体系，即将双（氟磺酰基）酰亚胺（LiFSI）添加到阻燃助溶剂磷酸三乙酯（TEP）和氟代碳酸乙烯酯（FEC）的混合溶剂中，开发了LiFSI-TEP/FEC作为高效磷基快充型锂离子电池负极的电解液体系。利用拉曼光谱仪(Finder Insight，ZOLIX)记录的拉曼光谱图进一步研究了 [Li-solvent]+ 结构。图1和2表明随着TEP/FEC混合溶剂中FEC溶剂量的增加，LiFSI-TEP:FEC 电解质的峰值位置更接近LiFSI-FEC电解质的峰值位置，证明了 Li+溶剂化结构会优先在磷负极上还原以及电解质中FSI−和FEC溶剂还原分解，形成富含氟化锂（LiF）的固体电解质界面（SEI）。这种稳定的SEI有效缓解了磷负极的体积膨胀，减少电解质中磷负极的副反应，提高了磷负极的快速充电性能。因此拉曼光谱将有助于更好地了解FEC和TEP在SEI中的作用，并为合理构建磷负极表面或其他合金型负极表面的稳定SEI提供一种有效的表征手段。
图1：LiFSI-TEP（黑线）的峰值位置代表 [Li-TEP]+ 对。LiFSI-FEC（紫线）的峰值位置代表 [Li-FEC]+ 对，随着TEP/FEC混合溶剂中FEC溶剂量的增加，LiFSI-TEP:FEC 电解质的峰值位置更接近LiFSI-FEC电解质的峰值位置。
图2：拉曼谱图结果是在532 nm激发下，获得纯TEP在1270-1280cm−1左右的特征峰，与自由TEP的P-O拉伸振动有关。随着LiFSI盐的加入，由于TEP分子与Li+的配位，在1280-1290cm−1处出现了一个新的谱峰。随着混合溶剂中FEC/TEP体积比的增加，Li+-TEP溶剂化的峰值强度降低，这是由于TEP分子的缺乏和相邻溶剂酸盐之间的TEP共享。此外，含FEC的不同电解质中FEC的信号没有变化。因此，FEC作为稀释剂降低电解液体系的粘度，由于FEC的优先分解，更多的FEC分子参与了锂离子溶剂化结构在P负极表面富集更多的LiF形成稳定的SEI。
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拉曼光谱还能得到哪些信息
除此之外，拉曼光谱也可以给出材料结构变化的直接证据。由于采用非接触式和快速的测量方式，它并不会影响样品在电池充放电循环中进行实时分析。拉曼光谱仪不仅易于使用，还饱和丰富的信息，因此拉曼光谱扮演了一个互补但是必需的角色。
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产品推荐
卓立自主研发了一系列Finder Insight 革命性产品，此款产品性能指标满足大部分应用需求，可满足现场快速检测的多元化需求，并且具有小巧便携性、功能多样性，被称之为“百变小金刚”。
应用领域
l SERS（表面增强拉曼光谱）应用研究
l 毒品、危化品快速检测
l 刑侦痕量分析检测、文检
l 化合物官能团分析
l 文物修复、文物鉴定、文物陶瓷鉴定
l 食品安全、药品安全分析
l 基础科学研发、研究
l 药物研发、研究分析
l 材料分析
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参考文献
该成果以“Improved fast-charging performances of phosphorus electrodes using the intrinsically flame-retardant LiFSI based electrolyte”为题发表在Journal of Power Sources上。该论文第一作者为天津大学博士生韩鑫鹏，通讯作者为孙洁教授。
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丨免责说明
卓立汉光自1999年成立，在近二十年的不断努力下，已成为光电领域知名厂商。自主研发生产:荧光/拉曼光谱系统、光谱仪、太阳能电池检测仪器、光源及探测器、电控/手动精密位移台、调整架、光学平台、光学元件等系列产品。
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